专题10 工艺流程综合题（期中真题汇编，山东专用）高二化学上学期

专题10 工艺流程综合题 1.(2025-2026高二上·山东省济南第一中学·期中)五氧化二钽(Ta2O5)主要用作钽酸锂单晶和制造高折射低色散特种光学玻璃等。一种以含钽废料(主要成分为NaTaO3、SiO2以及少量的FeO、Fe2O3、Al2O3等)为原料制备Ta2O5的工艺流程如图所示： 已知：H2TaF7是弱酸。回答下列问题： （1）“酸溶”时，Fe2O3发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　，滤渣的主要成分是　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“调pH”使溶液的pH=5时Al3+刚好沉淀完全，则反应Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)的平衡常数K=　　　　　　　　　　　(mol/L)4。(已知：溶液中金属离子浓度小于或等于1×10−6时可视为沉淀完全)。 （4）“浸钽”时，加入4g/L的HF溶液，浸出时间为4h，钽的浸出率随温度的变化如图所示，则浸出的最佳温度为　　　　　　　　　　　℃；“调pH”后，溶液中溶质主要为NaTaO3，写出“浸钽”时生成H2TaF7的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （5）“沉钽”时，生成Ta(OH)5，反应化学方程式为　　　　　　　　　　　。 2.(2025-2026高二上·山东省青岛第二中学·期中)高品质MnO2可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料采用“两矿一步浸出法”制备高品质MnO2的某工艺流程如图所示： 已知：①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为MnO2、FeS2，还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物； ②该工艺条件下，相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下： 金属离子 开始沉淀pH 6.9 1.9 6.6 9.1 3.4 沉淀完全()的pH 8.3 3.2 10.1 10.9 4.7 回答下列问题： （1）“酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2。加入H2SO4后发生酸浸过程的主要反应离子方程式为，。 已知滤渣1的主要成分为S、SiO2、CaSO4等，其附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻，此时加入H2O2，利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。分析导致H2O2迅速分解的因素是　　　　。 （2）加氨水“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0，此时“滤渣2”的主要成分为　　　　(填化学式)。 （3）加NH4F“调pH”时，溶液体系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀。 ①若沉淀后上层清液中，则　　　　。 ②可以用MnF2代替NH4F，以Mg2+为例，结合反应的平衡常数解释能用MnF2除去Mg2+(和Ca2+)的原因是　　　　。 （已知：Ksp(MnF2)=5×10－3，Ksp(MgF2）=5×10－11，Ksp(CaF2)=2.5×10－9) （4）NH4HCO3“调pH”时，发生主要反应的离子方程式为　　　　。 （5）利用惰性电极电解H2SO4—MnSO4—H2O体系获得MnO2的机理(部分)如图1所示，硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示。硫酸浓度超过3.0 mol·L−1时，电流效率降低的原因是　　　　。 （6）测定MnO2粗品的纯度。称取0.1450gMnO2粗品置于具塞锥形瓶中，加水润湿后，依次加入足量稀硫酸和过量KI溶液。盖上玻璃塞，充分摇匀后静置30min。用0.1600mol/LNa2S2O3标准溶液滴定生成的I2，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。滴定反应为2+I2=2I-+，计算粗品中MnO2的质量分数　　　　　　　(写出计算过程)。 3.(2025-2026高二上·山东德州·期中)氯化亚铜(CuCl)是石油工业常用的脱硫剂和脱色剂，以低品位铜矿(主要成分为和铁的氧化物)为原料制备流程如图。 已知：难溶于醇和水，热水中能被氧化，易溶于浓度较大的体系中。 （1）“浸取”前低品位铜矿需粉碎处理，目的是　　　　　　　。 （2）浸取阶段由生成的化学反应方程式为　　　　　　　。 （3）“除锰”过程中发生的离子反应为　　　　　　　。“还原”过程中温度不宜过高的原因是　　　　　　　。 （4）“还原”后所得产物主要为　　　　　　　，所得产品CuCl可用　　　　　　　洗涤。 （5）已知：部分金属离子沉淀的 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 除铁阶段中需要调节的范围是　　　　　　　。 （6）已知：①，②反应平衡常数。有人预设用反应制备，判断该反应能否进行并说明原因　　　　　　　。 4.(2025-2026高二上·山东省青岛第十七中学·期中)是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为，还含有、、等)为原料制备的工艺流程如下图。 资料：不同金属离子沉淀的pH范围 金属离子 开始沉淀 1.5 6.3 7.4 7.6 完全沉淀 2.8 8.3 9.4 10.2 （1）酸浸后所得溶液的金属阳离子包括、、　　　　　　　　　。 （2）沉淀池1中，先加充分反应后再加氨水，请写出：加时发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）沉淀池2中，不能用NaOH代替含硫沉淀剂，原因是　　　　　　　。 （4）受实际条件限制，“酸浸池”所得的废渣中还含有锰元素，其含量测定方法如下。 i．称取废渣，加酸将锰元素全部溶出成，过滤，将滤液定容于100 mL容量瓶中； ii．取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入少量催化剂和过量溶液，加热、充分反应后，煮沸溶液使过量的分解。 iii．加入指示剂，用 溶液滴定，滴定至终点时消耗溶液的体积为，重新变成。 ①补全步骤ii中反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 _________ _________+_________ ②废渣中锰元素的质量分数为　　　　　　　　　　　　　。(用含有b、c的式子表示)。 5.(2025-2026高二上·山东省青岛第一中学·期中)工业上以软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Fe2O3等)和辉铜矿(主要成分为Cu2S，还含有少量Si、Ni等氧化物)为原料，制备碳酸锰和胆矾的工艺流程如图所示。 已知：HR萃取Cu2+的原理为Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)(org为有机相)。 回答下列问题： （1）为了加快“酸浸”速率，可采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出一条即可)；已知浸出渣中含有单质S，写出“酸浸”时MnO2与Cu2S反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）“萃取”后的溶液中c(Mn2+)=0.5mol/L，当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol/L时，可认为已除尽，已知“调pH除镍”时应控制溶液pH的最小值是1.8，最大值是5.8，则　　　　　　　　　　　　　　[已知pc(S2-)=-lgc(S2-)，该溶液中pc(S2-)和pH的关系为pc(S2-)=15.1—pH；忽略溶液体积变化]。 （3）写出“碳化沉锰”过程中发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （4）试剂X为　　　　　　　　　　　(填化学式)；“系列操作”包括　　　　　　　　　　　、过滤、洗涤和干燥。 （5）CuSO4·5H2O在空气中加热分解时，每一步所得固体为纯净物，随温度变化如图所示。 ①113℃时，剩余固体的化学式为　　　　　　　　　　　。 ②写出温度高于810℃时反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 6.(2025-2026高二上·山东淄博六校·期中)实验室以废渣(含少量、的氧化物)为原料制备的部分实验过程如下： （1）“浸取”时转化为，提高浸取率的措施有　　　　　　　　　　　(任写两种)。浸取过程发生氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）“除、”时，所得溶液中　　　　　　　　　　　。[已知：，]。该过程中若pH太小会导致杂质去除率低，原因是：　　　　　　　　　　　。 （3）“沉锰”时，溶液做“沉锰”试剂。 ①的水溶液呈　　　　　　　　　　　(填“酸性”或“碱性”或“中性”)，其溶液中、、、离子浓度从大到小的顺序　　　　　　　　　　　。(已知：的，，的) ②“沉锰”时，“锰”转化为，同时有气体生成，反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　。 7.(2025-2026高二上·山东省名校联盟·期中)盐湖卤水是锂盐的重要来源，主要含、、、、和等。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下。 已知：①当时，可认为离子沉淀完全； ②常温下．相关物质的见下表。 物质 回答下列问题： （1）含硼固体中的在水中存在平衡：，则溶液呈　　　　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”)；实验室中，若不慎将NaOH沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用2%的溶液冲洗，NaOH与，反应的离子方程式为　　　　　　　。 （2）浓缩结晶所得固体中有大量，煅烧、水浸可实现第一段除镁，X、Y的化学式分别为　　　　　　　、　　　　　　　。 （3）向水浸后滤液中加入生石灰可实现第二段除镁，若保证精制I中能完全沉淀，则常温下溶液pH的理论最小值为　　　　　　　。 （4）若精制I后溶液中的浓度为，则常温下精制II过程中应控制的范围是　　　　　　　　　　　　　　。 （5）中和操作为：当　　　　　　　时(填现象)，停止滴加盐酸。 8.(2025-2026高二上·山东省名校联盟·期中)室温下，有色金属冶炼废渣(含CuO、NiO、SiO2)用过量的较浓溶液酸浸后，提取铜和镍的过程如图所示。 已知：①硫酸浸取后，Cu和Ni都为+2价。②若硫酸浓度较大，则第二步电离不完全，；③，。 回答下列问题： （1）提高废渣浸取速率的措施有　　　　　　　(写一条即可)。加入较浓的硫酸浸取，除去的元素为　　　　　　　(填元素符号)。 （2）向该硫酸中加入少量固体，的值会　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）加入提铜的离子方程式为　　　　　　　。 （4）溶液中，反应的平衡常数　　　　　　　。 （5）“沉镍”步骤中，判断沉淀完全的操作：　　　　　　　。 （6）为了分析废渣中镍的含量，某小组做如下实验(溶液中其他物质均不与草酸铵反应)： 取m g废渣，经上述一系列反应之后得到的用足量的稀硫酸溶解，加入浓度为的酸性溶液至恰好完全反应，消耗酸性溶液的体积为V mL。则废渣中Ni的质量分数为　　　　　　　%。 9.(2025-2026高二上·山东烟台·期中)一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在]中回收砷的工艺流程如下： 已知：①“沉砷”后滤渣主要为和，，。 ②砷酸()是一种弱酸，在酸性条件下有强氧化性，能被、还原。 ③，，。 回答下列问题： （1）“沉砷”步骤中与发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　，加入的作用为　　　　　　　　　　　。 （2）“浸取”所得溶液中存在平衡：，该反应的平衡常数　　　　　　　　　　　(保留2位小数)。 （3）“氧化”步骤中产生单质S的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）若需检验“还原”后溶液中是否仍存在，需要的实验试剂为　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．酸性溶液       b．HI溶液       c．NaClO溶液       d．淀粉溶液 （5）含砷废水也可用另一种化学沉降法处理：向废水中先加入适量氧化剂，再加入生石灰调节，将砷元素转化为沉淀。若沉降后上层清液中为，则该溶液中的浓度为　　　　　　　　　　　。 10.(2025-2026高二上·山东日照校际联合考试·期中)利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为、，还含少量、)提取钴、镍的工艺流程如下： 已知：该条件下有关物质如下表： 回答下列问题： （1）沉淀A的主要成分为　　　　　　　　　　　(填化学式)。若酸浸后、浓度均为，“除杂”调的范围是　　　　　　　　　　　(离子浓度则认为沉淀完全)。 （2）“还原”过程中发生的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“除杂”和“还原”步骤中的作用是否相同　　　　　　　　　　　(填“是”或“否”)。 （4）煅烧过程中产生一种常见的无毒气体，则该过程发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　　　　。 （5）工业上，用镍为阳极，电解溶液与一定量组成的混合溶液，可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时，浓度对阴极电流效率(此题中，电流效率)及镍的成粉率的影响如图所示： ①为获得高纯度的球形超细镍粉，浓度最好控制为　　　　　　　　　　　。 ②当浓度大于时，阴极有气体生成，导致阴极电流效率降低，请结合平衡移动原理解释其原因：　　　　　　　　　　　。 11.(2025-2026高二上·山东德州·期中)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 I.制在多级串联反应釜中，悬浊液与持续通入的进行如下反应， ① ② ③…… （1）反应③的化学方程式　　　　　　　。 （2）常温下，若反应①恰好完全反应，溶液中+　　　　　　　，此时溶液的为10，则由电离出的　　　　　　　。 Ⅱ.制：调节反应釜中溶液达到时，会转化为固体。 （3）Ⅱ中生成的化学方程式是　　　　　　　。 （4）流程中可以循环利用的物质有　　　　　　　，多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是　　　　　　　，检验该杂质离子的方法是　　　　　　　。 12.(2025-2026高二上·山东德州·期中)磷酸二氢铵()是一种高效复合肥，某研究小组用磷酸吸收氨气制，其流程和氨化装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。 已知：。回答下列问题： （1）实验过程中，当出现倒吸现象时，　　　　　　　(填写实验操作，下同)，当上述现象消失后，　　　　　　　，继续通入氨气。 （2）常温下，磷酸盐溶液中含磷物种的分布系数与的关系如图所示。若本实验不选用pH传感器，还可选用　　　　　　　作指示剂。图中a点溶液显酸性的原因　　　　　　　(写出计算过程)。 （3）氨化反应装置中，通入的过程需持续搅拌，且控制通入速率不宜过快，原因是　　　　　　　，氨化过程中需调节pH为4.5左右，pH不能过高的原因为　　　　　　　。 （4）盐析过程中加入20% 的作用是　　　　　　　(结合平衡移动原理解释)；过滤所得粗品经洗涤、低温干燥可进行提纯，低温干燥的原因为　　　　　　　。 13.(2025-2026高二上·山东省菏泽第一中学·期中)以铜钴矿石[主要成分为、、和，还有少量CaO、、NiO等]为原料制取草酸钴晶体（）的工艺流程如下： 已知室温下溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时的pH 7.2 2.2 7.5 7.2 沉淀完全时的pH 8.7 3.2 9.0 9.2 回答下列问题： （1）“浸泡”前，对铜钴矿石进行粉碎处理的目的是　　　　　　　　。 （2）“滤渣1”的成分是　　　　　　　　（填化学式）。 （3）向“滤液2”中先加入，除与反应外，还会发生反应的离子方程式为　　　　　　　　，“滤液2”中再加入的作用是调节pH，则应调节pH的范围是　　　　　　　　。 （4）加入萃取剂RH分离和，原理为（有机相）（有机相）。萃取剂与溶液的体积比对溶液中和的萃取率影响如图所示，则的萃取率对应曲线是　　　　　　　　（填标号），在　　　　　　　　性（填“强酸”“强碱”或“中”）介质中可以使萃取剂再生而循环使用。 （5）若改用草酸“沉钴”，时的草酸溶液中　　　　　　　　。[已知：时，，]。 14.(2025-2026高二上·山东德州·期中)钼酸钠晶体可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料等，也可用于制造阻燃剂和无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。如图所示是利用钼精矿主要成分为，含少量等为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。 （1）中的化合价为　　　　　　　。 （2）“焙烧”时，有生成，反应的化学方程式为　　　　　　　。 （3）“碱浸”生成和另外一种物质，另外一种生成物的化学式为　　　　　　　。 （4）若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为，则废渣的成分为　　　　　　　填化学式。 （5）测得“除重金属离子”中部分离子的浓度：“结晶”前应先除去，方法是加入固体。假设加入固体后溶液体积不变，当开始沉淀时，去除的的质量分数为　　　　　　　保留小数点后一位数字已知。 （6）在碱性条件下，将钼精矿加入溶液中，也可以制备钼酸钠。该反应的离子方程式为　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题10工艺流程综合题 1.【答案】(1)①Fe2O3+3HS04=Fe2(S0)3+3H20 ②Si02 (2)2H+2Fe2+ +H2O2=2H0+2Fe3+ (3)103 (4)①80 ② 7r+Ta0口，+H H2TaF+3H2O (5)HTaF+7NH3H2O-Ta(OHs+7NHF+2H2O 2【答案】(1)Fe或M2或Mn0,等作催化剂（加速双氧水分解） (2)FelOH AlOH (3)①50 ②反应MnB,+Mg+=MgF,+Mm+的平衡常数K=6.25×10'> 1×10,MnF2十Ca2+=CaF2十Mm2+的平衡常数K=1×10>1×10,两反应正向进行程度很大，可以将Mg+ (和Ca2h除去 (4)Mn2*+2HC0=MnC031+H,0+C02t (5)硫酸浓度高， MnOOH被消耗，效率降低（当硫酸浓度超过3.0mol·L时，生成的MnOOH与硫酸反应，MnO0H减少， 反应减弱，电流效率降低。) (6)96% 3.【答案】(1)增大低品位铜矿与稀硫酸的接触面积，使其充分反应，提高浸取速率 (2) Cu,S+2MnO,+4H,SO=2MnSO+2CuSO+S+4H,O ① Mn2*+HCO+NH3H,O=MnCO3+NH+H2O ②防止盐酸挥发 (4)① NaCuCl,.戌HCuC, ②冷的乙醇 (5)3.74.7或3.7≤pH<4.7 ) (6)能，该反应的平衡常数K=10°，几乎完全反应 4【答案】（1)Fe+、Fe2 （2）2Fe2+MnO,+4H=Mn2*+2Fe3+2H,0 (3)NOH能与锰离子反应生成氢氧化锰沉淀而使锰元素损失 (4)① 催化剂 2Mn2++5S2Og+8H,0 2Mn04+10So}+16H ②4.4bC% a 5.【答案】(1)①粉碎、搅拌、加热 ② 2MnO2+Cu2S+8H'=2Cu2+2Mn2+ +S+4H2O ( ) 5×10 ( ) Mn+HCO+NH2H,O=MnCO31+NH+H2O (4)①HS04 ②蒸发浓 高温 缩，冷却结晶 (5)①CuS04·H0 ②4Cu0 2Cu20+02↑ 113 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 6.【答案】(1)①粉碎、适当升高温度、搅拌等（任选两种回答，合理即可） ② Mn,O,+SO+4H=2Mn2+SO+2H,O (2)①80 ②H太小，F与H结 合成亚，降低F浓度，产生MgF2、CaF2减少（答案合理即可） (3)①碱性 ② cNH>cHCO>cOH>cH] ③ Mn2++2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O 7.【答案】（1)①碱性 ②B(OH3+OH=[B(OH)4] (2)①HC1 ② Mgo (3)10.87 (4)①2.8×104moL1 ②2.2×102m01·L1 (5)溶液中不再产生气泡 8.【答案】(1)①适当升高温度、粉碎废渣或搅拌 ②Si (2)增大 (3) Cu+HSO3+H,O=Cu+SO+3H (4)5.0×106 (5)取少量上层清液 于试管中，继续滴加(NH4)2C2O4溶液，若无沉淀产生，则N+沉淀完全 (6) 59cV 4m 9.【答案】(1)①2H3As0,+3S2+6H=As2S31+6H20 ②沉淀过量的s2，使平衡 AsS+3S之2AsS左移，提高沉砷效果 (2)0.13 (3) AsS+4C10=AsO+3S1+4CI (4)bd (5)1×105 10.【答案】(1)①Fe(OHD3、A1(OHD ②5-6.5 (2)2Co(0HD3+H02+4Ht=2C02+ +02↑+6H0 (3)否 (4)3:4 (5)①10.7 ②NH口：浓度增大 水解平衡NH+HO=H·H0+*向右移动，H浓度增大，导致阴极析出西 11.【答案】(1)NaHC03+SO2=NaHS03+CO2 (2)① 2cHSO3+2cso+c(HCO)+cCo ② 10mol/L (3) 2NaHSO3=Na2S2O+H2O (4)Na,CO,Na2SO3 NaHSO3 ②S0 ③取母液少许于试管中，加盐酸酸化的BaCL,溶液，若产生白色沉淀，说明有S0:存 213 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 在 12.【答案】(1)①关闭K1,打开K2 ②关闭K2,打开K1 (2)①甲基 橙 ② H,PO,水解的平衡常数K K.=1014 K10mol-L'<K2107mo1-L,则H,Po,电 离大于水解，所以溶液显酸性 (3)①防止氨气逸出，吸收不充分，降低原料利用 率 ②pH过高生成(NH4bHPO,等副产品 (4)①增大溶液中铵根离子浓度，使 NH4H2PO4的溶解平衡逆向移动，降低NH4H2PO4溶解度 ②防止NH4H2PO4受热分 解 13.【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率，提高矿石的利用率 (2)SiO2、CaS04 (3)① 6Fe2*+ClO+6H"=6Fe3+CI+3H2O ③ 3.2≤pH<7.2 (4)①b ②强酸 (5)3.84×102 14.【答案】(1)+6 焙烧 (2)2M0S+702=2Mo03+4S02 (3)Na,MoO (4) PbS (5)97.3 (6 MoS,+9C10+60H=Mo0+9C1+2SO}+3H,0或 者 MoS,+3C10+20H=MoO+3C1+2S+H,O 313 专题10 工艺流程综合题 1.(2025-2026高二上·山东省济南第一中学·期中)五氧化二钽(Ta2O5)主要用作钽酸锂单晶和制造高折射低色散特种光学玻璃等。一种以含钽废料(主要成分为NaTaO3、SiO2以及少量的FeO、Fe2O3、Al2O3等)为原料制备Ta2O5的工艺流程如图所示： 已知：H2TaF7是弱酸。回答下列问题： （1）“酸溶”时，Fe2O3发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　，滤渣的主要成分是　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“调pH”使溶液的pH=5时Al3+刚好沉淀完全，则反应Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)的平衡常数K=　　　　　　　　　　　(mol/L)4。(已知：溶液中金属离子浓度小于或等于1×10−6时可视为沉淀完全)。 （4）“浸钽”时，加入4g/L的HF溶液，浸出时间为4h，钽的浸出率随温度的变化如图所示，则浸出的最佳温度为　　　　　　　　　　　℃；“调pH”后，溶液中溶质主要为NaTaO3，写出“浸钽”时生成H2TaF7的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （5）“沉钽”时，生成Ta(OH)5，反应化学方程式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O    ② SiO2     （2）2H++2Fe2++H2O2=2H2O+2Fe3+     （3）10-33     （4）① 80    ② 7HF+TaO+H+= H2TaF7+3H2O     （5）H2TaF7+7NH3•H2O=Ta(OH)5+7NH4F+2H2O      【解析】以含钽废料(主要成分为NaTaO3、SiO2以及少量的FeO、Fe2O3、Al2O3等)为原料制备Ta2O5，含钽废料显粉碎，然后加入稀硫酸酸溶，SiO2不溶于硫酸，FeO、Fe2O3、Al2O3等溶解生成Fe2+、Fe3+、Al3+，加双氧水将Fe2+氧化成Fe3+，然后加入氢氧化钠溶液调节pH生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到对应沉淀，“调pH”后，溶液中溶质主要为NaTaO3，“浸钽”时生成H2TaF7和水，“沉钽”时，H2TaF7与NH3•H2O反应生成Ta(OH)5，焙烧得Ta2O5。 (1)“酸溶”时，Fe2O3发生Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O反应，属于复分解反应，SiO2不溶于硫酸，滤渣的主要成分是SiO2， (2)加双氧水将Fe2+氧化成Fe3+，发生反应的离子方程式为2H++2Fe2++H2O2=2H2O+2Fe3+； (3)“调pH”使溶液的pH=5时Al3+刚好沉淀完全，此时溶液中c(OH-)=1×10-9mol/L，c(Al3+)等于1×10−6，反应Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)的平衡常数K= c(Al3+) c3(OH-)=10-33(mol/L)4； (4)由图像可知浸出的最佳温度为80℃，温度过低，浸出率低，温度过高，Ta浸出率变化不大，但耗能增大；“调pH”后，溶液中溶质主要为NaTaO3，“浸钽”时生成H2TaF7和水，离子方程式：7HF+TaO+H+= H2TaF7+3H2O； (5)“沉钽”时通入氨气，生成了一水合氨，H2TaF7与NH3•H2O反应生成Ta(OH)5，反应化学方程式为H2TaF7+7NH3•H2O=Ta(OH)5+7NH4F+2H2O。 2.(2025-2026高二上·山东省青岛第二中学·期中)高品质MnO2可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料采用“两矿一步浸出法”制备高品质MnO2的某工艺流程如图所示： 已知：①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为MnO2、FeS2，还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物； ②该工艺条件下，相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下： 金属离子 开始沉淀pH 6.9 1.9 6.6 9.1 3.4 沉淀完全()的pH 8.3 3.2 10.1 10.9 4.7 回答下列问题： （1）“酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2。加入H2SO4后发生酸浸过程的主要反应离子方程式为，。 已知滤渣1的主要成分为S、SiO2、CaSO4等，其附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻，此时加入H2O2，利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。分析导致H2O2迅速分解的因素是　　　　。 （2）加氨水“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0，此时“滤渣2”的主要成分为　　　　(填化学式)。 （3）加NH4F“调pH”时，溶液体系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀。 ①若沉淀后上层清液中，则　　　　。 ②可以用MnF2代替NH4F，以Mg2+为例，结合反应的平衡常数解释能用MnF2除去Mg2+(和Ca2+)的原因是　　　　。 （已知：Ksp(MnF2)=5×10－3，Ksp(MgF2）=5×10－11，Ksp(CaF2)=2.5×10－9) （4）NH4HCO3“调pH”时，发生主要反应的离子方程式为　　　　。 （5）利用惰性电极电解H2SO4—MnSO4—H2O体系获得MnO2的机理(部分)如图1所示，硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示。硫酸浓度超过3.0 mol·L−1时，电流效率降低的原因是　　　　。 （6）测定MnO2粗品的纯度。称取0.1450gMnO2粗品置于具塞锥形瓶中，加水润湿后，依次加入足量稀硫酸和过量KI溶液。盖上玻璃塞，充分摇匀后静置30min。用0.1600mol/LNa2S2O3标准溶液滴定生成的I2，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。滴定反应为2+I2=2I-+，计算粗品中MnO2的质量分数　　　　　　　(写出计算过程)。 【答案】（1）或或等作催化剂（加速双氧水分解）     （2）、     （3）① 50    ② 反应MnF2＋Mg2＋MgF2＋Mn2＋的平衡常数K=6.25 ×107> 1×105，MnF2＋Ca2＋CaF2＋Mn2＋的平衡常数K=1 ×108> 1×105，两反应正向进行程度很大，可以将Mg2＋(和Ca2+)除去     （4）     （5）硫酸浓度高，MnOOH被消耗，效率降低（当硫酸浓度超过时，生成的MnOOH与硫酸反应，MnOOH减少，反应减弱，电流效率降低。）     （6）96%      【解析】工艺流程题需关注反应物及目标生成物，从而确定中间需要除去的杂质元素。本题中原料成分有MnO2、FeS2，还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物，最终制备MnO2，除Mn元素外，其他元素均要除去。酸浸步骤中，SiO2不溶于酸除去，其他金属氧化物转化为相应的金属离子，调节pH步骤中，使Fe3+和Al3+转化成沉淀除去，除杂步骤中将Mg2+和Ca2+转化成沉淀除去，据此分析。 (1)导致H2O2迅速分解的因素是或或等作催化剂，加快的分解； (2)“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0，由表格可知：pH=3.2时Fe3+沉淀完全，pH=4.7时Al3+沉淀完全，故“滤渣2”的主要成分为、； (3)① 可知。 ② 反应MnF2＋Mg2＋MgF2＋Mn2＋的平衡常数K=6.25 ×107> 1×105，MnF2＋Ca2＋CaF2＋Mn2＋的平衡常数K=1 ×108> 1×105，正向进行程度很大，可以将Mg2＋、Ca2＋除去，因此可用MnF2除去Mg2+(和Ca2+)； (4)“沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为； (5)当硫酸浓度超过3.0 mol·L−1时，生成的MnOOH与硫酸反应，MnOOH减少，反应减弱，电流效率降低。 (6)MnO2与KI发生反应：，滴定反应为2+I2=2I-+，结合反应可得关系式：；，粗品中MnO2的质量分数。 3.(2025-2026高二上·山东德州·期中)氯化亚铜(CuCl)是石油工业常用的脱硫剂和脱色剂，以低品位铜矿(主要成分为和铁的氧化物)为原料制备流程如图。 已知：难溶于醇和水，热水中能被氧化，易溶于浓度较大的体系中。 （1）“浸取”前低品位铜矿需粉碎处理，目的是　　　　　　　。 （2）浸取阶段由生成的化学反应方程式为　　　　　　　。 （3）“除锰”过程中发生的离子反应为　　　　　　　。“还原”过程中温度不宜过高的原因是　　　　　　　。 （4）“还原”后所得产物主要为　　　　　　　，所得产品CuCl可用　　　　　　　洗涤。 （5）已知：部分金属离子沉淀的 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 除铁阶段中需要调节的范围是　　　　　　　。 （6）已知：①，②反应平衡常数。有人预设用反应制备，判断该反应能否进行并说明原因　　　　　　　。 【答案】（1）增大低品位铜矿与稀硫酸的接触面积，使其充分反应，提高浸取速率     （2）     （3）①     ② 防止盐酸挥发     （4）① 或    ② 冷的乙醇     （5）(或)     （6）能，该反应的平衡常数，几乎完全反应      【解析】低品位铜矿加入稀硫酸、二氧化锰浸取，将S元素氧化形成硫单质除去，所得滤液加入氨水除铁，得到的滤渣1主要为氢氧化铁，再加氨水、碳酸氢铵除锰得到碳酸锰，滤液再加热，过滤、洗涤得到高活性氧化铜，加入铜、盐酸，加入氯化钠还原，再加水稀释后过滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜； (1)“浸取”前低品位铜矿需粉碎处理，目的是增大低品位铜矿与稀硫酸的接触面积，使其充分反应，提高浸取速率； (2)由题目可知，、MnO2和硫酸反应生成CuSO4、MnSO4和S，根据氧化还原反应特点分析元素化合价升降并配平，可以得到其化学方程式为； (3)“除锰”过程中，加入试剂为氨水、碳酸氢铵，得到碳酸锰，结合质量守恒，还生成铵根离子，故发生反应的离子方程式为； 为防止盐酸挥发，“还原”过程中温度不宜过高； (4)根据分析可知高活性氧化铜，加入铜、盐酸和NaCl还原，生成CuCl，已知CuCl易溶于浓度较大的Cl-体系中，存在，所以“还原”后所得产物主要为或； 乙醇能降低CuCl的溶解减少损失，乙醇易挥发便于干燥、 防止CuCl被氧化，所以产品CuCl可用冷的乙醇洗涤； (5)除铁阶段中需要调节的，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，但不能使Cu2+沉淀，根据表中数据可知，调节的的范围是(或)； (6)反应的K====，故该反应进行的程度很大，答案为能，该反应的平衡常数，几乎完全反应。 4.(2025-2026高二上·山东省青岛第十七中学·期中)是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为，还含有、、等)为原料制备的工艺流程如下图。 资料：不同金属离子沉淀的pH范围 金属离子 开始沉淀 1.5 6.3 7.4 7.6 完全沉淀 2.8 8.3 9.4 10.2 （1）酸浸后所得溶液的金属阳离子包括、、　　　　　　　　　。 （2）沉淀池1中，先加充分反应后再加氨水，请写出：加时发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）沉淀池2中，不能用NaOH代替含硫沉淀剂，原因是　　　　　　　。 （4）受实际条件限制，“酸浸池”所得的废渣中还含有锰元素，其含量测定方法如下。 i．称取废渣，加酸将锰元素全部溶出成，过滤，将滤液定容于100 mL容量瓶中； ii．取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入少量催化剂和过量溶液，加热、充分反应后，煮沸溶液使过量的分解。 iii．加入指示剂，用 溶液滴定，滴定至终点时消耗溶液的体积为，重新变成。 ①补全步骤ii中反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 _________ _________+_________ ②废渣中锰元素的质量分数为　　　　　　　　　　　　　。(用含有b、c的式子表示)。 【答案】（1）、     （2）     （3）能与锰离子反应生成氢氧化锰沉淀而使锰元素损失     （4）①     ②       【解析】菱锰矿主要成分为，杂质含有、、，加入浓度约等于的硫酸在酸浸池中反应，碳酸盐、金属氧化物和硫酸发生反应溶解，得到含有、、、的酸性溶液，分离除去不溶性废渣；溶液进入沉淀池1，先加入将氧化为，再加氨水调节pH，使转化为氢氧化铁沉淀除去；滤液进入沉淀池2，加入含硫沉淀剂，将转化为沉淀除去，得到含的溶液，最后结晶得到晶体。 (1)菱锰矿中的、与硫酸反应，生成与，、和硫酸反应生成、，所以酸浸后溶液金属阳离子除、外，还有、； (2)沉淀池1加入，在酸性环境下，作为氧化剂，把氧化成，自身被还原为，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，离子方程式为； (3)查阅表格中金属离子沉淀的pH，开始沉淀pH为7.6，完全沉淀pH为9.4，若使用代替含硫沉淀剂，调节pH沉淀的时候，溶液pH会达到沉淀的范围，会生成氢氧化锰沉淀，造成锰元素损失，因此不能用代替； (4)① 该反应中被氧化为，被还原为，结合得失电子守恒和电荷、原子守恒，配平后离子方程式为 ； ② 滴定阶段，和反应，关系式为。滴定消耗的物质的量为，则25.00mL溶液中；100mL溶液中，锰元素质量；废渣中锰元素质量分数。 5.(2025-2026高二上·山东省青岛第一中学·期中)工业上以软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Fe2O3等)和辉铜矿(主要成分为Cu2S，还含有少量Si、Ni等氧化物)为原料，制备碳酸锰和胆矾的工艺流程如图所示。 已知：HR萃取Cu2+的原理为Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)(org为有机相)。 回答下列问题： （1）为了加快“酸浸”速率，可采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出一条即可)；已知浸出渣中含有单质S，写出“酸浸”时MnO2与Cu2S反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）“萃取”后的溶液中c(Mn2+)=0.5mol/L，当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol/L时，可认为已除尽，已知“调pH除镍”时应控制溶液pH的最小值是1.8，最大值是5.8，则　　　　　　　　　　　　　　[已知pc(S2-)=-lgc(S2-)，该溶液中pc(S2-)和pH的关系为pc(S2-)=15.1—pH；忽略溶液体积变化]。 （3）写出“碳化沉锰”过程中发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （4）试剂X为　　　　　　　　　　　(填化学式)；“系列操作”包括　　　　　　　　　　　、过滤、洗涤和干燥。 （5）CuSO4·5H2O在空气中加热分解时，每一步所得固体为纯净物，随温度变化如图所示。 ①113℃时，剩余固体的化学式为　　　　　　　　　　　。 ②写出温度高于810℃时反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 粉碎、搅拌、加热    ② 2MnO2+Cu2S+8H+=2Cu2++2Mn2++S+4H2O     （2）5×108     （3）     （4）① H2SO4    ② 蒸发浓缩，冷却结晶     （5）① CuSO4·H2O    ② 4CuO 2Cu2O+O2↑      【解析】分析流程可知，软锰矿、辉铜矿中加入硫酸酸浸，过滤得到浸出液中加CuO调节溶液pH，使铁离子全部转化为沉淀除去，过滤得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等，加入HR萃取Cu2+后分液，水相中加硫化钠调pH除镍，滤液中加入碳酸氢铵、氨水进行碳化沉锰，过滤得碳酸锰；有机相中加入试剂X为硫酸，进行反萃取后分液，所得水相经系列操作可得胆矾。 (1)根据影响反应速率的因素，加快“酸浸”速率，采取的措施有将矿石粉碎、加热、适当增加硫酸浓度、充分搅拌等；反应中生成S，说明MnO2是氧化剂，Cu2S被氧化为单质S和Cu2+，反应的离子方程式为2MnO2+Cu2S+8H+=S+2Cu2++2Mn2++4H2O； (2)利用pc(S2-)=15.1-pH可知，pH=5.8时，，，pH=1.8时，，，故； (3)“碳化沉锰”过程中Mn2+与电离出的结合生成MnCO3沉淀，促进的电离，产生的H+与NH3•H2O反应生成和H2O，所以离子方程式为； (4)已知HR萃取Cu2+的原理为，要反萃取得到Cu2+并最终反萃取生成CuSO4，则需要加入酸性试剂，使平衡逆向移动，故试剂X为H2SO4；从CuSO4溶液中获取胆矾，采用的“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥；由流程图中可知，可循环利用的物质为HR； (5)①设为1mol，质量为250g，由图可知，113℃时，损失的质量为28.8%，即为250g×28.8%=72g，即失去4个结晶水，故此时固体化学式为； ② 700℃以后，剩余固体质量：，此时固体为CuO，温度810℃时，固体剩余28.8%，质量为250g×28.8%=72g，此时固体为Cu2O，高于810℃时，CuO分解生成Cu2O和O2，化学方程式为： 。 6.(2025-2026高二上·山东淄博六校·期中)实验室以废渣(含少量、的氧化物)为原料制备的部分实验过程如下： （1）“浸取”时转化为，提高浸取率的措施有　　　　　　　　　　　(任写两种)。浸取过程发生氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）“除、”时，所得溶液中　　　　　　　　　　　。[已知：，]。该过程中若pH太小会导致杂质去除率低，原因是：　　　　　　　　　　　。 （3）“沉锰”时，溶液做“沉锰”试剂。 ①的水溶液呈　　　　　　　　　　　(填“酸性”或“碱性”或“中性”)，其溶液中、、、离子浓度从大到小的顺序　　　　　　　　　　　。(已知：的，，的) ②“沉锰”时，“锰”转化为，同时有气体生成，反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 粉碎、适当升高温度、搅拌等(任选两种回答，合理即可)    ②      （2）① 80    ② pH太小，与结合成HF，降低F浓度，产生、减少(答案合理即可)     （3）① 碱性    ②     ③       【解析】废渣(含少量、的氧化物)，加入溶液和溶液浸取，溶液中存在、和，加入，将和转化为沉淀和沉淀过滤除去，加入溶液将转化为沉淀， 在空气中“焙烧”时，生成活性，“加热氧化”时，发生反应生成，水浸后经过一系列操作得到固体，以此解答。 (1)提高废渣浸取率的措施有粉碎、适当升高温度、搅拌等；“浸取”时转化为，Mn元素化合价由+3价下降到+2价，中S元素由+4价上升到+6价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；故答案为粉碎、适当升高温度、搅拌等(任选两种回答，合理即可)；。 (2)“除、”时，所得溶液中；该过程中若pH太小，与结合成HF，降低F浓度，产生、减少；故答案为80；若pH太小，与结合成HF，降低F浓度，产生、减少(答案合理即可)。 (3)①的水溶液存在铵根、碳酸氢根的水解平衡，的水解常数为，的水解常数为，可知水解程度更大，溶液呈碱性；由于的水溶液呈碱性，水解程度小于的水解程度，所以剩余的大于，并且溶液显碱性，则大于，所以从大到小的顺序：，故答案为碱性；。 ② “沉锰”时，“锰”转化为，生成二氧化碳，离子方程式为：，故答案为。 7.(2025-2026高二上·山东省名校联盟·期中)盐湖卤水是锂盐的重要来源，主要含、、、、和等。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下。 已知：①当时，可认为离子沉淀完全； ②常温下．相关物质的见下表。 物质 回答下列问题： （1）含硼固体中的在水中存在平衡：，则溶液呈　　　　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”)；实验室中，若不慎将NaOH沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用2%的溶液冲洗，NaOH与，反应的离子方程式为　　　　　　　。 （2）浓缩结晶所得固体中有大量，煅烧、水浸可实现第一段除镁，X、Y的化学式分别为　　　　　　　、　　　　　　　。 （3）向水浸后滤液中加入生石灰可实现第二段除镁，若保证精制I中能完全沉淀，则常温下溶液pH的理论最小值为　　　　　　　。 （4）若精制I后溶液中的浓度为，则常温下精制II过程中应控制的范围是　　　　　　　　　　　　　　。 （5）中和操作为：当　　　　　　　时(填现象)，停止滴加盐酸。 【答案】（1）① 碱性    ②      （2）① HCl    ② MgO     （3）10.87     （4）①     ②      （5）溶液中不再产生气泡      【解析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱硼后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，晶体中含有大量，焙烧后生成HCl气体，烧渣水浸后过滤，得到Y固体为MgO，滤液中含有、、、等，加生石灰后产生沉淀，主要成分为Mg(OH)2、；微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又生成沉淀；精制Ⅱ所得滤液经操作中和后，所得溶液经浓缩结晶、过滤得到氯化钠，浓缩后的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂，得到。 (1)B(OH)3是一种弱酸，其对应的盐Na[B(OH)4]在水中会发生水解：因此，Na[B(OH)4]溶液呈碱性；当NaOH沾到皮肤上时，B(OH)3会与OH-反应生成[B(OH)4]-，离子方程式为：。 (2)浓缩结晶后的主要固体是，煅烧时，会发生水解：，或进一步分解为：，综合来看，煅烧过程中会释放HCl气体（即X），而水浸后不溶的固体是MgO（即Y），因此，X是HCl，Y是MgO。 (3)根据题目，当c(Mg2+) ≤ 1.0×10-5mol·L-1时，可认为Mg2+沉淀完全。已知Ksp[Mg(OH)2] = 1.0×10-11.26，则可得，，因此，溶液pH的理论最小值为10.87。 (4)精制Ⅰ后溶液中c(Li+) = 1.0 mol·L-1，避免Li2CO3沉淀：，则；确保Ca2+沉淀完全：假设溶液中c(Ca2+) = 1.0×10-5mol·L-1（沉淀完全），则：，则，范围为：。 (5)在精制Ⅱ后，溶液中可能含有过量的（来自纯碱），需要通过滴加盐酸中和至中性。当溶液中不再产生气泡（即完全转化为CO2）时，说明中和完成。此时应停止滴加盐酸。 8.(2025-2026高二上·山东省名校联盟·期中)室温下，有色金属冶炼废渣(含CuO、NiO、SiO2)用过量的较浓溶液酸浸后，提取铜和镍的过程如图所示。 已知：①硫酸浸取后，Cu和Ni都为+2价。②若硫酸浓度较大，则第二步电离不完全，；③，。 回答下列问题： （1）提高废渣浸取速率的措施有　　　　　　　(写一条即可)。加入较浓的硫酸浸取，除去的元素为　　　　　　　(填元素符号)。 （2）向该硫酸中加入少量固体，的值会　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）加入提铜的离子方程式为　　　　　　　。 （4）溶液中，反应的平衡常数　　　　　　　。 （5）“沉镍”步骤中，判断沉淀完全的操作：　　　　　　　。 （6）为了分析废渣中镍的含量，某小组做如下实验(溶液中其他物质均不与草酸铵反应)： 取m g废渣，经上述一系列反应之后得到的用足量的稀硫酸溶解，加入浓度为的酸性溶液至恰好完全反应，消耗酸性溶液的体积为V mL。则废渣中Ni的质量分数为　　　　　　　%。 【答案】（1）① 适当升高温度、粉碎废渣或搅拌    ② Si     （2）增大     （3）     （4）     （5）取少量上层清液于试管中，继续滴加溶液，若无沉淀产生，则Ni2+沉淀完全     （6）      【解析】有色金属冶炼废渣(含CuO、NiO、SiO2)用过量的较浓H2SO4溶液酸浸后，浸取液主要含有CuSO4、NiSO4，SiO2与硫酸不反应，可通过过滤除去，浸取液加入NaHSO3溶液提铜，滤液加入溶液沉镍得到，据此分析。 (1)“浸取”时，适当升高温度、粉碎废渣、搅拌等措施都能提高浸出速率；加入较浓的硫酸浸取，SiO2与硫酸不反应，可过滤除去，故加入较浓的硫酸浸取，除去的元素为Si元素； (2)由题意可知，若硫酸浓度较大，第二步电离不完全，则，平衡常数，则，向该硫酸中加入少量固体，电离出的结合H+：，使平衡正向移动，增大，温度不变，Ka不变，则的值会增大； (3)加入NaHSO3提铜，Cu2+变为单质铜，化合价降低，被还原，根据氧化还原反应规律，则作为还原剂被氧化，反应后化合价升高，生成，根据电子得失守恒、电荷守恒、元素守恒配平方程式可得该反应离子方程式为：； (4)该反应的平衡常数； (5)沉镍用的是溶液，生成沉淀，判断沉淀是否完全可以取上层清液少许，继续加沉淀剂，看是否还有沉淀生成，所以答案为：取少量上层清液于试管中，继续滴加溶液，若无沉淀产生，则Ni2+沉淀完全； (6)得到的用足量的稀硫酸溶解后加入浓度为的酸性溶液发生反应：，则，，则废渣中Ni的质量为，废渣中Ni的质量分数为。 9.(2025-2026高二上·山东烟台·期中)一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在]中回收砷的工艺流程如下： 已知：①“沉砷”后滤渣主要为和，，。 ②砷酸()是一种弱酸，在酸性条件下有强氧化性，能被、还原。 ③，，。 回答下列问题： （1）“沉砷”步骤中与发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　，加入的作用为　　　　　　　　　　　。 （2）“浸取”所得溶液中存在平衡：，该反应的平衡常数　　　　　　　　　　　(保留2位小数)。 （3）“氧化”步骤中产生单质S的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）若需检验“还原”后溶液中是否仍存在，需要的实验试剂为　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．酸性溶液       b．HI溶液       c．NaClO溶液       d．淀粉溶液 （5）含砷废水也可用另一种化学沉降法处理：向废水中先加入适量氧化剂，再加入生石灰调节，将砷元素转化为沉淀。若沉降后上层清液中为，则该溶液中的浓度为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）①     ② 沉淀过量的，使平衡As2S3+3S2-2左移，提高沉砷效果     （2）0.13     （3）     （4）bd     （5）      【解析】含砷废水主要物质为H3AsO3，经沉砷步骤与Na2S和FeSO4反应，过滤得As2S3与FeS沉淀，加入NaOH浸取转化为Na3AsS3与Na3AsO3同时分离Fe(OH)2，再经氧化转化为H3AsO4，同时与S分离，经酸化后与SO2反应生成As2O3产品。 (1)沉砷步骤H3AsO3与Na2S反应生成As2S3沉淀，其离子方程式为：2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O；As2S3与过量S2-存在平衡As2S3+3S2-⇌2，而Fe2+可与S2-反应生成FeS沉淀，促进As2S3沉淀生成； (2)FeS(s)+2OH-(aq)⇌Fe(OH)2(s)+S2-(aq)，K=，故答案为0.13； (3)在氧化步骤中，Na3AsS3被氧化转化为，并生成S单质，其离子方程式为：+4ClO-=+3S↓+4Cl-； (4)H3AsO4在酸性条件下具有强氧化性，可与SO2、I-反应，故可采用I-与淀粉溶液检验H3AsO4的存在；酸性KMnO4与NaClO溶液均具有氧化性，不与H3AsO4反应，故选bd； (5)已知Ksp[Ca3(AsO4)2]= 8.0×10-19，则当c(Ca2+)=2×10-3时，有Ksp[Ca3(AsO4)2]= 8.0×10-19=c(Ca2+)3×c()2=(2×10-3) 3×c()2，解得c()=1×10-5 mol/L，故答案为1×10-5； 10.(2025-2026高二上·山东日照校际联合考试·期中)利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为、，还含少量、)提取钴、镍的工艺流程如下： 已知：该条件下有关物质如下表： 回答下列问题： （1）沉淀A的主要成分为　　　　　　　　　　　(填化学式)。若酸浸后、浓度均为，“除杂”调的范围是　　　　　　　　　　　(离子浓度则认为沉淀完全)。 （2）“还原”过程中发生的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“除杂”和“还原”步骤中的作用是否相同　　　　　　　　　　　(填“是”或“否”)。 （4）煅烧过程中产生一种常见的无毒气体，则该过程发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　　　　。 （5）工业上，用镍为阳极，电解溶液与一定量组成的混合溶液，可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时，浓度对阴极电流效率(此题中，电流效率)及镍的成粉率的影响如图所示： ①为获得高纯度的球形超细镍粉，浓度最好控制为　　　　　　　　　　　。 ②当浓度大于时，阴极有气体生成，导致阴极电流效率降低，请结合平衡移动原理解释其原因：　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① Fe(OH)3、Al(OH)3    ② 5-6.5     （2）2Co(OH)3+H2O2+4H+=2Co2++O2↑+6H2O     （3）否     （4）3：4     （5）① 10.7    ② NH浓度增大，水解平衡NH+H2O NH3·H2O +H+向右移动，H+浓度增大，导致阴极析出H2      【解析】由题给流程可知，向废镍电池的金属电极芯中加入硫酸溶液酸浸，将金属元素转化为可溶的硫酸盐，向反应后的溶液中加入过氧化氢，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，调节反应后溶液的pH，将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的沉淀A和滤液；调节滤液的pH，加入次氯酸钠溶液，将溶液中的钴离子转化为氢氧化钴沉淀，过滤得到氢氧化钴滤渣和滤液；向滤渣中加入硫酸溶液和过氧化氢溶液还原，将氢氧化钴转化为亚钴离子，向反应后的铜原子加入碳酸钠，将溶液中的亚钴离子转化为碳酸亚钴沉淀，碳酸亚钴经多步处理得到二水草酸亚钴晶体，晶体经灼烧得到三氧化二钴；向滤液中通入氨气，将溶液中的镍离子转化为氢氧化镍沉淀，过滤得到氢氧化镍；向氢氧化镍中加入硫酸溶液溶解、结晶得到七水硫酸镍。 (1)由分析可知，沉淀A的主要成分为氢氧化铁、氢氧化铝；由溶度积可知，溶液中的铝离子完全沉淀时，铁离子已经完全沉淀，则溶液中的氢氧根离子浓度应大于：=1×10—5mol/L，溶液pH大于5；溶液中镍离子会优于亚钴离子沉淀，则溶液中的氢氧根离子浓度应小于：=1×10—7.5mol/L，溶液的pH小于6.5，所以调溶液pH的范围为5-6.5； (2)由分析可知，“还原”过程中入硫酸溶液和过氧化氢溶液还原的目的是将氢氧化钴转化为亚钴离子，反应的离子反应方程式为：2Co(OH)3+H2O2+4H+=2Co2++O2↑+6H2O； (3)由分析可知，“除杂”时过氧化氢是反应的氧化剂，表现氧化性，“还原”时过氧化氢是反应的还原剂，表现还原性，所以“除杂”和“还原”步骤中过氧化氢的作用不同； (4)由题意可知，二水草酸亚钴晶体在空气中灼烧反应生成三氧化二钴、二氧化碳和水，反应中钴元素、碳元素的化合价升高被氧化，草酸亚钴为还原剂，氧元素的化合价降低被还原，氧气是氧化剂，由得失电子数目守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：4； (5)① 由图可知，氯化铵溶液浓度为10.7 g/L时，镍的成粉率最高，所以为获得高纯度的球形超细镍粉，氯化铵溶液的浓度最好控制为10.7 g/L； ② 氯化铵溶液中存在如下水解平衡：NH+H2O NH3·H2O +H+，溶液的浓度大于15 g/L时，溶液中的铵根离子浓度增大，水解平衡向正反应方向移动，溶液中的氢离子浓度增大，导致氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，导致阴极电流效率降低。 11.(2025-2026高二上·山东德州·期中)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 I.制在多级串联反应釜中，悬浊液与持续通入的进行如下反应， ① ② ③…… （1）反应③的化学方程式　　　　　　　。 （2）常温下，若反应①恰好完全反应，溶液中+　　　　　　　，此时溶液的为10，则由电离出的　　　　　　　。 Ⅱ.制：调节反应釜中溶液达到时，会转化为固体。 （3）Ⅱ中生成的化学方程式是　　　　　　　。 （4）流程中可以循环利用的物质有　　　　　　　，多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是　　　　　　　，检验该杂质离子的方法是　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）①     ②      （3）     （4）① 、、    ②     ③ 取母液少许于试管中，加盐酸酸化的溶液，若产生白色沉淀，说明有存在      【解析】硫化氢与空气通入煅烧炉中燃烧，生成了SO2，冷却净化后，含有SO2、氮气、氧气等的混合气体通入多级串联反应釜中，SO2与碳酸钠悬浊液在反应釜中反应，产生的尾气（主要为SO2、CO2）用氢氧化钠溶液吸收生成亚硫酸钠、碳酸钠进入配碱槽循环使用；pH达到3.8~4.1时，生成亚硫酸氢钠的转化为Na2S2O5，含有Na2S2O5的出料液离心分离得到产品，母液中含有亚硫酸氢钠，返回配碱槽中循环使用；据此作答。 (1)由已知可知，亚硫酸酸性大于碳酸酸性，则持续通入二氧化硫发生反应为：；答案为：； (2)常温下，若反应①恰好完全反应，产物为：Na2SO3、NaHCO3，且物质的量之比为1:2。根据物料守恒，S元素与C元素的物质的量之比为1:2，Na+与S、C元素的关系为，因此，整理可得待填空部分；答案为：；10-4 mol/L； (3)依据分析，pH达到3.8~4.1时，生成亚硫酸氢钠的转化为Na2S2O5，根据原子守恒方程式为：；答案为：； (4)依据分析，流程中可以循环利用的物质有；在煅烧炉中反应冷却后的气体中混有氧气，氧气能氧化亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，所以多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是；检验的方法为：取母液少许于试管中，加盐酸酸化的BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明有存在；答案为：；；取母液少许于试管中，加盐酸酸化的BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明有存在。 12.(2025-2026高二上·山东德州·期中)磷酸二氢铵()是一种高效复合肥，某研究小组用磷酸吸收氨气制，其流程和氨化装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。 已知：。回答下列问题： （1）实验过程中，当出现倒吸现象时，　　　　　　　(填写实验操作，下同)，当上述现象消失后，　　　　　　　，继续通入氨气。 （2）常温下，磷酸盐溶液中含磷物种的分布系数与的关系如图所示。若本实验不选用pH传感器，还可选用　　　　　　　作指示剂。图中a点溶液显酸性的原因　　　　　　　(写出计算过程)。 （3）氨化反应装置中，通入的过程需持续搅拌，且控制通入速率不宜过快，原因是　　　　　　　，氨化过程中需调节pH为4.5左右，pH不能过高的原因为　　　　　　　。 （4）盐析过程中加入20% 的作用是　　　　　　　(结合平衡移动原理解释)；过滤所得粗品经洗涤、低温干燥可进行提纯，低温干燥的原因为　　　　　　　。 【答案】（1）① 关闭，打开    ② 关闭，打开     （2）① 甲基橙    ② 水解的平衡常数，则电离大于水解，所以溶液显酸性     （3）① 防止氨气逸出，吸收不充分，降低原料利用率    ② pH过高生成等副产品     （4）① 增大溶液中铵根离子浓度，使的溶解平衡逆向移动，降低溶解度    ② 防止受热分解      【解析】实验室制取NH4H2PO4时，向H3PO4溶液中通入NH3，通过pH传感器控制溶液的pH（防止氨气过量发生副反应）；又NH3极易溶于H3PO4溶液产生倒吸，当观察到导管内液面上升时，立即关闭活塞K1，同时打开K2；待倒吸现象消失后，关闭K2，同时打开K1，继续通入NH3；氨化后，加入氯化铵降低NH4H2PO4 的溶解度，经过盐析，降温结晶，过滤得到粗品；据此作答。 (1)依据分析，答案为：关闭K1，打开K2；关闭K2，打开K1； (2)由图知，曲线1、2、3、4分别对应的微粒为：；的物质的量分数最大时，溶液的pH在4~5之间，与甲基橙的变色范围接近，若本实验不选用pH传感器，还可选用甲基橙作指示剂；结合题目信息可知，根据点（2,0.5）可知，pH=2时磷酸和磷酸二氢根离子浓度相同，则，同理得到，则水解的平衡常数，则电离大于水解，所以溶液显酸性；答案为：甲基橙；水解的平衡常数，则电离大于水解，所以溶液显酸性； (3)通入氨气速率不宜过快，是为了防止氨气逸出，吸收不充分，降低原料利用率；pH过高，氨气继续消耗氢离子，会生成(NH4)2HPO4等副产品；答案为：防止氨气逸出，吸收不充分，降低原料利用率；pH过高生成(NH4)2HPO4等副产品； (4)磷酸二氢铵在溶液中的溶解平衡为：，加入氯化铵，增大溶液中铵根离子浓度，使NH4H2PO4的溶解平衡逆向移动，降低NH4H2PO4溶解度；铵盐受热易分解，温度过高会使NH4H2PO4受热分解；答案为：增大溶液中铵根离子浓度，使NH4H2PO4的溶解平衡逆向移动，降低NH4H2PO4溶解度；防止NH4H2PO4受热分解。 13.(2025-2026高二上·山东省菏泽第一中学·期中)以铜钴矿石[主要成分为、、和，还有少量CaO、、NiO等]为原料制取草酸钴晶体（）的工艺流程如下： 已知室温下溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时的pH 7.2 2.2 7.5 7.2 沉淀完全时的pH 8.7 3.2 9.0 9.2 回答下列问题： （1）“浸泡”前，对铜钴矿石进行粉碎处理的目的是　　　　　　　　。 （2）“滤渣1”的成分是　　　　　　　　（填化学式）。 （3）向“滤液2”中先加入，除与反应外，还会发生反应的离子方程式为　　　　　　　　，“滤液2”中再加入的作用是调节pH，则应调节pH的范围是　　　　　　　　。 （4）加入萃取剂RH分离和，原理为（有机相）（有机相）。萃取剂与溶液的体积比对溶液中和的萃取率影响如图所示，则的萃取率对应曲线是　　　　　　　　（填标号），在　　　　　　　　性（填“强酸”“强碱”或“中”）介质中可以使萃取剂再生而循环使用。 （5）若改用草酸“沉钴”，时的草酸溶液中　　　　　　　　。[已知：时，，]。 【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率，提高矿石的利用率     （2）、     （3）①     ②      （4）① b    ② 强酸     （5）      【解析】以铜钴矿石[主要成分为、、和，还有少量CaO、、NiO等]为原料制取草酸钴晶体(化学式)，粉碎后用硫酸溶解且加过量亚硫酸钠浸泡，不与硫酸反应，过滤得到滤液中含有CoSO4、NiSO4、FeSO4、CuSO4及过量硫酸，滤渣1为、，向滤液1中加入FeS，根据溶度积大小可知，可发生沉淀转化，使转化为沉淀而除去；滤渣2为，所得滤液2再加入氯酸钠、碳酸钠，将Fe2+氧化为Fe3+并调节pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去，故滤渣3为Fe(OH)3，所得滤液主要含有Co2+，加入萃取剂萃取分离，得到有机相和无机相，无机相加入草酸铵提纯沉钴，得到草酸钴晶体，据此分析； (1)粉碎钴矿石目的是：增大接触面积，加快反应速率，提高矿石的利用率； (2)根据分析可知，、； (3)所得滤液2再加入、，除与反应外，还能将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为；“滤液2”中再加入的作用是调节，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去，但不能沉淀，根据表中数据可知，应调节的范围是； (4)根据流程可知，萃取后进入无机相进一步处理得到草酸钴，则对的萃取率应该低，根据萃取剂与溶液的体积比()对溶液中和的萃取率影响图可知，则的萃取率对应曲线为b；在强酸性介质中，平衡逆向移动，所以在强酸性介质中“反萃取”能可以使萃取剂再生而循环使用； (5)由25℃时，，可得，时，，则。 14.(2025-2026高二上·山东德州·期中)钼酸钠晶体可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料等，也可用于制造阻燃剂和无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。如图所示是利用钼精矿主要成分为，含少量等为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。 （1）中的化合价为　　　　　　　。 （2）“焙烧”时，有生成，反应的化学方程式为　　　　　　　。 （3）“碱浸”生成和另外一种物质，另外一种生成物的化学式为　　　　　　　。 （4）若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为，则废渣的成分为　　　　　　　填化学式。 （5）测得“除重金属离子”中部分离子的浓度：“结晶”前应先除去，方法是加入固体。假设加入固体后溶液体积不变，当开始沉淀时，去除的的质量分数为　　　　　　　保留小数点后一位数字已知。 （6）在碱性条件下，将钼精矿加入溶液中，也可以制备钼酸钠。该反应的离子方程式为　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）     （3）     （4）     （5）     （6）或者      【解析】由流程图可知，钼精矿在空气中焙烧得到二氧化硫气体和钼和铅的氧化物，再加入碳酸钠溶液碱浸，发生的主要反应为，再加入沉淀剂除去重金属离子，过滤后经过结晶、重结晶得到产品，据此分析解答。 (1)中钠元素为+1价，氧元素化合价为-2价，根据代数和为0，的化合价为+6价。 (2)“焙烧”时，和氧气反应生成和二氧化硫，方程式为：。 (3)“碱浸”生成和。 (4)需要除去的重金属离子是，若加入的沉淀剂为，则废渣的成分为。 (5)当开始沉淀时，，故此时，去除的的质量分数为。 (6)碱性条件下，将钼精矿加入溶液中，也可以制备钼酸钠，该反应的离子方程式为或者。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $